数据驱动的任务图执行中并行优化技术研究

摘要

近十年来，多核、众核体系结构得到广泛普及和应用，如何充分利用多核、众核平台丰富的计算资源成为学术界和工业界研究的热点。
　　数据驱动的任务图并行被认为是一种能有效降低同步开销、提高数据局部性的并行执行方法。如何在任务图并行中充分利用多核平台上的计算资源是一个重要的研究课题。
　　扁平任务图是任务图中重要的一类，具有构图时间长、任务构造的开销不容易隐藏的特点。目前对任务图的研究中主要针对递归任务图，通过任务图构建与计算的并发隐藏构图开销，而扁平任务图的构图优化方面仍存在不足，不能充分利用多核、众核平台上的计算能力，无法满足数值计算用户对性能的要求。
　　本文以AceMesh任务调度系统为基础，研究了扁平任务图的特点，分析了任务图构图的时间开销对性能的影响，选择典型的多核、众核平台，在数据驱动的任务图执行过程中，设计和实现了并行优化任务图构图开销的并发构图方法和并行任务注册技术，并进行了调度器功能扩展，从而有效提高多核、众核平台的资源利用率和程序性能。本文通过对3个典型网格应用的测试，在保证程序正确性的基础上，分析了并发构图和并行任务注册的并行优化性能，测试结果表明，并发构图和并行任务注册下程序性能都有提升。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 扁平任务图并行的特点和需求

1．3 论文的研究目的与意义

1．4 本论文的研究内容和结构

第2章 数据驱动的任务图并行相关理论与技术

2．1 数据驱动的任务图并行

2．2 AceMesh调度系统简介

2．3 小结

第3章 任务图执行中的并行化分析

3．1 AceMesh任务调度系统任务图构图和调度分析

3．2 任务图构图时间开销分析

3．3 并发构图和并行注册的并行潜力分析

3．4 小结

第4章 并发构图若干关键环节的设计实现及优化

4．1 并发构图的难点分析

4．2 基于延迟释放的哈希表维护策略研究

4．3 无前驱任务的派生

4．4 并发构图中的终l匕检查方案设计

4．5 单线程管理

4．6 小结

第5章 并行任务注册的设计实现和优化

5．1 注册循环并行问题分析

5．2 构图任务的注册实现过程

5．3 调度器的构图任务调度功能扩展

5．4 注册代码的并行优化

5．5 小结

第6章 测试结果和分析

6．1 软硬件环境描述

6．2 应用程序介绍

6．3 正确性验证

6．4 并发构图的性能测试

6．5 并行任务注册的性能测试

6．6 小结

第7章 结束语和未来工作

7．1 本文工作总结

7．2 下一步研究方向

致谢

参考文献